Когда построят первую термоядерную электростанцию?
Как известно, первыми идею управляемого термоядерного синтеза предложили советские физики (Сахаров и Тамм) в 1950 году. Первое в мире устройство для укрощения плазмы - токамак было построено в СССР в 1955 году и с того времени физики всё обещают укротить плазму, но так и ничего не выходит. Давайте разберёмся: почему?
Устройство для управления термоядерной реакцией – токамак работает следующим образом: в торе (бублике) лазером поджигают дейтерий и получают плазму по которой пропускают сильный ток, чтобы удержать плазму от соприкосновения со стенками. Также вокруг стенок стоят сильные магниты которые поддерживают плазму в состоянии равновесия. Пока плазма удерживается в состоянии секунд. В результате этой реакции из плазмы вылетают нейтроны, которые за счёт своей энергии нагревают воду – и получается пар, он и вращает турбины. Получается электроэнергия.
Вроде бы всё просто. Поэтому сейчас будет строиться международный термоядерный реактор – ИТЭР во Франции который будет обкатывать идею получения электроэнергии из плазмы. Источник электроэнергии будущего. Однако здесь есть подводные камни и о них мы и поговорим.
Во-первых, удержать плазму в состоянии равновесия не так-то просто. Оптимальным считается вариант когда плазма будет удерживаться в течение всего периода работы станции, а пока получается только в течение секунд.
Во-вторых, если токамак по каким-нибудь причинам разгерметизируется, то это будет врыв почище Хиросимы. Но это малая доля вероятности.
В–третьих, для работы станции нужен постоянно чистый вакуум, поэтому её приходится периодически останавливать и очищать вакуум.
В-четвёртых, выходящий ток очень мал. Пока удалось добиться только того, чтобы входящая энергия была равна выходящей.
В печати можно увидеть, что международный токамак ИТЭР при работе будет потреблять 50 МВт, а выдавать 500 МВт. Однако, 500 МВт – это мощность выходящего потока нейтронов, которые должны нагревать воду. А когда они нагреют воду, а та в свою очередь начнёт вращать турбины, то выходящий ток будет равен входящему. Таким образом, КПД токамака очень низкий. И как КПД увеличить – пока не ясно.
И, наконец, в-пятых, при решении вышеуказанных проблем получаемый киловатт-час будет очень дорогим.
Таким образом, здесь есть две стороны медали: первая – это неиссякаемый источник энергии для будущих поколений, а вторая – очень тернист путь для его получения. Может быть легче строить ветрянные генераторы вдоль морей, гидроэлектростанции на реках, солнечные батареи в странах Африки, атомные станции и т. д.
Однако учёные не теряют оптимизма и сначала хотят построить исследовательский реактор ИТЭР (в 2015 г.), после него демонстрационную электростанцию ДЕМО (в 2040 г.) и только после этого начать строить промышленные электростанции на основе токамака в середине 21 века. И это всё при благоприятном стечении обстоятельств.
Как видно из вышесказанного, идея построения термоядерной электростанции относиться к таким долго решаемым проблемам человечества как: полёт человека на Луну и Марс, лечение СПИДа, рака, создания квантового компьютера, построения коммунизма и установления связи с инопланетянами.
Таким образом, ожидать решение этой проблемы (если она ещё решаема) нужно не в ближайшем будущем, как нам обещают в СМИ.
Автор: Кузилин А. А. 15.07.2005 г.
Свежие комментарии